2001 Fiscal Year Annual Research Report
量子効果が強い系における磁化の発生機構とダイナミックス
Project/Area Number |
12640368
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
宮下 精二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10143372)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齊藤 圭司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (90312983)
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Keywords | 量子スピン系 / 量子ダイナミックス / スピンパイエルス転移 / 非断熱遷移 / 電子スピン共鳴 / 量子計算 |
Research Abstract |
本研究では量子スピン系における量子効果がもたらす現象の新しい特徴を明らかにし、さらにそれらの機構の解明を行った。特に、量子効果が顕著な系として、一次元反強磁性ハイゼンベルグ模型を中心に現象研究を進めた。まず、空間的な不均一性がどのようにスピンの秩序構造に影響するかについて均一な相互作用をもつ一次元反強磁性ハイゼンベルグ模型における格子端効果、相互作用の大小が交替的に変化するボンド交替反強磁性ハイゼンベルグ模型における交替欠陥の効果について調べた。特に、後者では欠陥の種類によらず、欠陥の付近にスピン1/2の磁化が誘起されることがわかった。これらの磁化はナノスケール磁性分子と同様にそれぞれの間にほとんど相互作用のない独立な磁化とみなすことができ、それらがどのように外部磁場に応答するか、またその際のノイズ効果についても調べた。また、相互作用が強い系における電子スピン共鳴における量子効果についても研究を進め、反強磁性クラスターが示す共鳴線の磁場依存性が、従来のいわゆる反強磁性共鳴の他に、常磁性共鳴が共存しうることを示した。また、梯子格子やボンド交替鎖における共鳴の特徴も明らかにした。さらに、格子とスピン系の相互作用によって起こるスピンパイエルス転移における秩序形成の様子について量子モンテカルロ法による研究も行い、どのようにしてスピンパイエルス状態が有限温度で現れてくるかを明らかにした。また、これまでほとんど知られていなかったS=1のスピンパイエルス転移についても調べ、格子ひずみのないハルデーン状態とボンド交替差でのダイマー状態のどちらかが格子のばね定数によって選ばれることを発見した。さらにこの二つの状態の移り変わりは一次転移であることも見出した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Hiroaki Onishi, Seiji Miyashita: "Spin-Peierls transition of the first order in S=1 antiferromagnetic Heisenberg chains"Physical Review B. 64・1. 014405-1-014405-7 (2001)
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[Publications] Hiroki Nakano, Seiji Miyashita: "Magnetization Process of Nanoscale Iron Cluster"Journal of the Physical Society of Japan. 70・7. 2151-2157 (2001)
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[Publications] Seiji Miyashita, Naoto Nagaosa: "Quantum Tunneling in half-Integer Spin Systems"Progress of Theoretical Physics. 106・3. 533-549 (2001)
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[Publications] M.Nishino, K.Saito, Seiji Miyashita: "Noise effect on the nonadiabatic transition and correction to the tunneling energy gap estimated by the Landau-Zener-Stuckelberg formula"Physical Review B. 65・1. 014403-1-014403-7 (2001)
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[Publications] Keiji Saito, Seiji Miyashita: "Magnetic Foehn Effect in Adiabatic Transition"Journal of the Physical Society of Japan. 70・11. 3385-3390 (2001)
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[Publications] Seiji Miyashita, Keiji Saito: "Nor exponential Relaxation of Magnetization at the Resonant Tunneling Point under a Fluctuating Random Noise"Journal of the Physical Society of Japan. 70・11. 3238-3246 (2001)